過渡電界制御振動励起プラズマによる高効率プラズマ窒素固定の基盤確立

• 研究課題/領域番号: 23K25861
• 補助金の研究課題番号: 23H01164 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分14030:プラズマ応用科学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高島 圭介 東北大学, 工学研究科, 助教 (70733161)
• 研究分担者: 金子 俊郎 東北大学, 工学研究科, 教授 (30312599)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 採択後辞退 (2024年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2025年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2024年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2023年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: ナノ秒パルス放電 / 振動励起 / 窒素固定 / 振動・回転温度

研究開始時の研究の概要

高効率プラズマ窒素固定の実現により，現在の化石燃料依存・高環境負荷型の窒素固定を，空気と再生可能エネルギーのみを利用する持続可能な窒素固定に転換できる．本研究では，これまで困難であった，高効率化に本質的役割を担う振動励起窒素反応過程の学術基盤確立を目的に，振動励起窒素のエネルギー遷移過程と振動励起窒素のプラズマ熱流体相互作用を実験的に解明する．具体的には，独自の過渡電界制御・非自己維持放電プラズマ源の開発により，随伴する他の活性窒素種の組成を制御し，振動励起状態を介したエネルギー輸送を実現し，高効率プラズマ窒素固定に向けた振動励起窒素を利用した新たな反応場創成を目指す．